Список нерешенных проблем в биологии

В этой статье перечислены известные нерешенные проблемы в биологии.

• 1 Общая биология
  • 1.1 Эволюция и происхождение жизни
  • 1.2 Биохимия и клеточная биология
  • 1.3 Другое
• 2 Биология человека
• 3 Не- биология человека
  • 3.1 Экология, эволюция и палеонтология
  • 3.2 Этология
  • 3.3 Нечеловеческие органы и биомолекулы
• 4 Неврология и познание
  • 4.1 Нейрофизиология
  • 4.2 Познание и психология
• 5 См. Также
• 6 Ссылки

Эволюция и происхождение жизни

• Происхождение жизни. Как именно и когда возникла жизнь на Земле? Какая из многих гипотез верна? Какие метаболические пути использовали самые ранние формы жизни?
  • Происхождение вирусов. Точно, как и когда возникли различные группы вирусов?
  • Внеземная жизнь. Возможно, жизнь, которая не происходит с планеты Земля, также возникла в других планеты? Может ли эта жизнь быть разумной?
  • Каковы химические истоки жизни ? Как неживые химические соединения породили самовоспроизводящиеся сложные формы жизни?
• Эволюция пола. Какие селективные преимущества привели к развитию полового размножения и как оно развивалось ?
  • Гомосексуализм. В чем причина гомосексуализма, особенно у людей?
• Развитие и эволюция мозга. Как и почему мозг эволюционировал ? Каковы молекулярные детерминанты индивидуального развития мозга?
• Происхождение эукариот и миграция митохондрий Как и почему митохондрии попали в эукариотическую клетку? Было ли это биологическим чудом или была какая-то основная причина, которая сделала возможным проникновение митохондрий? Как митохондриальный цикл митохондрии синхронизировался с ее клеткой-хозяином? Митохондрии или ядро ​​развились первыми у эукариот? Когда именно возникли эти структуры?

• Последний универсальный общий предок Каковы были характеристики последнего универсального общего предка архей, бактерий и эукариот? Произошли ли археи и эукариоты из области бактерий или же стали основной кладкой? Есть ли у архей и эукариот общего более позднего или более раннего предка бактерий?

Биохимия и клеточная биология

• Что делают все неизвестные белки? Спустя почти два десятилетия с тех пор, как были секвенированы первые эукариоты, «биологическая роль» примерно 20% белков все еще неизвестна. Многие из этих белков консервативны у большинства видов эукариот, а некоторые - у бактерий, что указывает на их фундаментальную роль для жизни.
• Детерминанты размера клетки. Как клетки определяют, до какого размера они вырастут до деления?
• аппарат Гольджи. В клеточной теории, каков точный транспортный механизм, с помощью которого белки перемещаются через аппарат Гольджи ?
• Механизм действия лекарств. Механизмы действия многих лекарств, включая парацетамол, литий, талидомид и кетамин не совсем понятны.
• Сворачивание белка. Что такое код сворачивания? Какой механизм складывания? Можем ли мы предсказать нативную структуру белка по его аминокислотной последовательности? Можно ли предсказать вторичную, третичную и четвертичную структуру последовательности полипептида, основываясь исключительно на этой последовательности и информации об окружающей среде? Проблема обратной сворачивания белка: возможно ли сконструировать полипептидную последовательность, которая будет принимать данную структуру при определенных условиях окружающей среды? В последние годы это было достигнуто для нескольких небольших глобулярных белков.
• Кинетика ферментов : Почему некоторые ферменты демонстрируют кинетику быстрее диффузии?
• РНК проблема сворачивания: Можно ли точно предсказать вторичную, третичную и четвертичную структуру последовательности полирибонуклеиновой кислоты на основе ее последовательности и окружения?
• Дизайн белка : Можно ли разработать высокоактивный ферменты de novo для любой желаемой реакции?
• Биосинтез : Могут ли желаемые молекулы, природные или другие продукты, быть произведены с высоким выходом с помощью манипуляций с путями биосинтеза?
• Что такое механизм аллостерических переходов белков ? Были выдвинуты гипотезы о согласованных и последовательных моделях, но ни одна из них не была проверена.
• Что такое эндогенные лиганды из орфанные рецепторы ?
• Какое вещество является эндотелиевым гиперполяризующим фактором ?

Другое

• Почему происходит биологическое старение ? Существует ряд гипотез, почему происходит старение включая те, которые запрограммированы изменениями экспрессии генов и что это накопленное повреждение биологических процессов.
• Последовательность движения. Как мы можем двигаться так контролируемо, даже если двигательные нервные импульсы кажутся случайными и непредсказуемыми?
• Как органы вырастают до правильной формы и размера? Как окончательная форма и размер органов так надежно формируются? Эти процессы частично контролируются сигнальным путем Hippo..
• Могут ли развивающиеся биологические системы определять время? В некоторой степени это так, как показано на CLOCK ген.
• Почему дети так редко рождаются с раком?

• Ручка : Непонятно, как развивается праворукость, какой цели она служит, почему праворукость встречается гораздо чаще, и почему существует леворукость.

• Смех : Хотя общепринято считать, что смех развился как форма социального общения, точный нейробиологический процесс, который заставляет людей смеяться, не совсем понят.

• Зевота : Еще предстоит установить, какова биологическая или социальная цель зевания.

• Почему у людей отпечатки пальцев ? Функция эпидермальных гребней на Человеческие пальцы (отпечатки пальцев) изучены недостаточно. Теория о том, что отпечатки пальцев помогают сохранять хватку, была опровергнута. Вполне вероятно, что отпечатки пальцев играют определенную роль в восприятии текстуры, но это еще предстоит доказать.

• Снижение количества сперматозоидов у мужчин: Неясно, что вызывает устойчивое снижение количества сперматозоидов во всем мире с двадцатого века. 235>Снижение средней температуры тела человека с 19 века: Медицинские данные показывают, что с 19 века средняя температура тела снизилась на 0,6 по Цельсию. Причина неясна, хотя было высказано предположение, что она имеет некоторую связь со снижением воспаления из-за уменьшения воздействия микроорганизмов.

• Почему существуют Группы крови ? Неясно, каково происхождение и цель наличия группы крови. Считается, что кровь O может быть адаптацией к малярии и что разные группы крови реагируют на разные заболевания, но эту гипотезу еще предстоит доказать. Почему вообще появились эти антигены? Чем объясняются различия в группах крови? Насколько древние различия в группах крови? Чем объясняется большое количество редких групп крови не по системе ABO? Какую роль играют группы крови в борьбе с болезнями?

• Эффект фотического чихания : Что вызывает эффект фотического чихания? Почему это так распространено, но не универсально?

• Половые феромоны человека : Существуют противоречивые данные о существовании человеческих феромонов. Существуют ли они на самом деле, и если да, то как они влияют на поведение?

• Существование точки Графенберга (G-Spot): - Действительно ли G-Spot существует? Если да, присутствует ли он у всех женщин? Что это такое?

Экология, эволюция и палеонтология

Нерешенные проблемы, касающиеся взаимодействия организмов и их распространения в окружающей среде, включают:

• Парадокс планктона. Высокое разнообразие фитопланктона, похоже, нарушает принцип конкурентного исключения.

• кембрийский взрыв. Что является причиной очевидной быстрой диверсификации жизни многоклеточных животных в начале кембрия, что привело к появлению почти всех современных животных типа ?

• градиент широтного разнообразия. Почему биоразнообразие увеличивается при движении от полюсов к экватору?

• отвратительная загадка Дарвина ботаники / растений. Какова точная эволюционная история цветов и что является причиной внезапного появления почти современных цветов в летописи окаменелостей?

• Отсутствие Loricifera окаменелостей. Существует не менее 100 видов морских обитающих в этом типе животных (многие не описаны), но ни один из них не известен в летописи окаменелостей.

• Взрослая форма Facetotecta. Взрослая форма этого животного никогда не встречалась в воде, и остается загадкой, во что он превратился.

• Происхождение змей. Змеи произошли от роющих ящериц или водных ящериц? Есть доказательства для обеих гипотез.

• Происхождение черепах. Черепахи произошли от анапсидов или диапсидов? Есть доказательства для обеих гипотез.

• Эдиакарская биота. Как следует классифицировать эдиакарскую биоту? Неясно даже, к какому королевству они принадлежат. Почему они были так решительно вытеснены кембрийской биотой?

Этология

Нерешенные проблемы, связанные с поведением животных, включают:

• Хоминг. Удовлетворительного объяснения нейробиологических механизмов, которые позволяют хоминговать у животных, еще предстоит найти.

• Флокирование (поведение). Как стаи птиц и летучих мышей так быстро координируют свои движения, до конца не изучено. Большие стаи, как у скворцов, не предназначены для того, чтобы привлекать хищников, а не защищать их.

• Миграция бабочек. Как потомкам бабочки-монарха по всей Канаде и США в конце концов, после миграции в течение нескольких поколений, удается вернуться в несколько относительно небольших мест зимовки?

• Синий кит. Данных о сексуальности синего кита не так много.

• Галловая оса. В значительной степени неизвестно, как галловые осы вызывают образование галлов у растений; обсуждались химические, механические и вирусные триггеры.

Нечеловеческие органы и биомолекулы

Нерешенные проблемы, связанные со структурой и функцией нечеловеческих органов, процессов и биомолекул, включают:

• Алкалоиды. Функция этих веществ в живых организмах, которые их продуцируют, не известна
• Korarchaeota (археи). Метаболические процессы этого типа архей до сих пор неясны.
• Коловратка. Какова функция ретроцеребрального органа коловраток (псевдокеломат животных )?
• Тело гликогена. Функция этой структуры в спинном мозге птиц неизвестна.
• Членистоногие. проблема головы. Давний зоологический спор относительно сегментарного состава голов различных групп членистоногих и того, как они эволюционно связаны друг с другом.
• Яичники гигантских акул. У самок гигантской акулы функционирует только правый яичник. Причина неизвестна.
• Ярко окрашенные птичьи яйца. Неизвестно, какой эволюционный процесс привел бы к появлению ярко окрашенных яиц у птиц, учитывая повышенную видимость для хищников
• Стегозавр остеодермы / щитки. Существует давняя дискуссия о том, является ли основной функцией остеодерм / щитков стегозавров защита от хищников, сексуальное проявление, распознавание видов, терморегуляция или другие функции.

Neurophysi ology

Познание и психология

• Список нерешенных проблем нейробиологии